JPS6340352A - 電子部品用リ−ドフレ−ム - Google Patents

電子部品用リ−ドフレ−ム

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JPS6340352A
JPS6340352A JP18268686A JP18268686A JPS6340352A JP S6340352 A JPS6340352 A JP S6340352A JP 18268686 A JP18268686 A JP 18268686A JP 18268686 A JP18268686 A JP 18268686A JP S6340352 A JPS6340352 A JP S6340352A
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JP
Japan
Prior art keywords
tab
lead frame
divided
expansion coefficient
thermal expansion
Prior art date
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Pending
Application number
JP18268686A
Other languages
English (en)
Inventor
Shoji Shiga
志賀 章二
Toru Tanigawa
徹 谷川
Masaaki Kurihara
正明 栗原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Furukawa Electric Co Ltd
Original Assignee
Furukawa Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Furukawa Electric Co Ltd filed Critical Furukawa Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、電子部品特に半導体パッケージ用リードフレ
ームの構造改良に関し、信頼性と経済性を両立できるよ
うな電子部品の製造を可能にしたものである。
〔従来の技術〕
IC,トランジスターなどの半導体、センサー。
CCD 、コンデンサー、抵抗などの電子部品はSi。
0y−、GaAs 、 Inp を各種セラミックスな
どの素子をリードフレーム上に実装してパッケージされ
る。
リードフレームは金属板をプレスやエツチングで打抜き
成型される。第2図はその1例である。図によれば中央
のタブ部1に素子が金属鑞やエポキシで接着され、その
周囲にリード2が配置される。
素子上の電極パッドとリード2はワイヤボンドなどで給
配線される。リード中の3はタブを支持するタブ吊りリ
ードである。リードの一部即ちアクタ−リード部を残し
てエポキシなとでモールドされてパッケージされる。
素子とリードフレームとは構成している材質が互に異っ
ているため、両者の熱膨張率(TCE )が異なり、こ
のため発熱と温度サイクルに伴う熱応力を発生し、歪を
生じ素子への機械的ダメージとなり易い。高集積化、高
機能化の必要から、素子を大型化する程、その熱応力の
影響は甚だしい。
このためSi素子とTCEが近似している。コバール合
金や42合金などのFe−Ni−Co系合金がリードフ
レーム材質に必要とされている。然しこれらの合金は熱
伝導度が小さく放熱性に乏しく、大型素子の発熱を効率
よ(放熱できないので素子の信頼性に対しては逆効果と
なっている。尚これらの合金は高価でもあるので経済性
冗も乏しい。
そこでFe−Ni−Co系合金に代って放熱性が10〜
50倍も優れている常用金属であるCu系材料の使用が
利用される傾向にある。
然しこの材料のTCEは4〜5倍程大きい、つまりSi
素子とCu系材料とでは熱膨張率の値が余りにもマツチ
していない、即ちTCEのミスマツチングの状態にある
。同様のことはSi素子以外でも大きな問題であって、
素子とリードフレームは一般に別の材質で構成されてお
り、TCEのミスマツチングによる熱応力の発生は多少
の程度の差はあれ電子部品の共通問題である。
〔解決しようとする問題点〕
WやMoなどを前記TCEのミスマツチングに対する緩
衝材として用いたり、又リードフレームに代ってセラミ
ック基板を用いることも一部行われているが、生産性に
乏しく、材料が高価で経済性にも乏しい。
生産性、経済性に有利な常用金属をリードフレームに用
いて、TCEミスマツチングに起因する信頼性の問題を
解消することが強(求められている。特に放熱性に有望
なCu系リードフレームについては熱応力問題を解消す
ることは、信頼性、生産性、経済性すべての面に最適と
なるリードフレームを得ることとなる。
〔解決するための手段〕
本発明は、TCEミスマツチングによって起る熱応力を
分散縮少できるように、タブ部の構造を改良したもので
ある。第1図(A) (B) (Q (I) (E)は
いずれも本発明によるタブ部の例を示した平面図である
第1回内はタブ部が11と12の2つに分割分離されそ
の各々にタブ吊りリード6と3!がある以外は第2図と
全く同様の例である。第1図(B)はタブ部が16と1
4と15と16とに4分割され、その各々にタブ吊りリ
ード3 、3/ 、 3# 、 3#がある以外は第2
図と全(同様の他の例である。第1図(qは第1図(5
)のように2分割されたタブの11と12か細い連結部
2oにより連結された他の例で、第1図0は第1図(q
に示したような連結部21と22が2個ついた他の例で
ある。第1図(ト)は4分割タブを連結部23,24,
25,26で連結した他の例である。
上記のような本発明リードフレームの実装は常法に従っ
て行うことができる。
〔作用〕
タブを分割した本発明によるリードフレームは金属製フ
レームのTCEミスマツチングによる熱応力を分散し、
縮少できる。熱応力による歪Σの変化は△Σ=△(TC
E)△T−7(但しl;タブの一辺の長さ、ΔT;温度
変化、△TCE ;タブと素子とのTCEの差)の式で
表わせるから、本発明のようにタブを分割してlを小さ
くするとΔΣは小さくなる。従って熱応力を減少できる
。分割は等方向、対称的に行うことが望ましい。
分割されたタブ間の空隙を示した図中の30は上記の式
の歪み前後より以上であれば充分であり、通常10μオ
ーダー以上である。
タブ部は実用上完全疋分離することなく、連結部を残し
て分割する方が有利な場合がある。それは、リードフレ
ーム成型やその後のメツキ加工。
素子実装パッケージ工程などでタブ部の一部が変形し、
平坦度を失うことが懸念されるので、補強の役割をする
からである。但し過剰の連結部の存在は前記の熱応力分
散効果を損うので、可及的に小さいことが有利である。
材質や厚さ等にも依るが、連結部の巾は、複数個の連結
部を有する場合はその巾の和がタブ辺の長さlの1/3
以下、特に115が望ましい。
以上のIJ−ドフレームはCu又はCu合金例えばCu
−8n 、 Cu−Fe 、 Cu−Zr 、 Cu−
Cr−Zr 、 Cu−Ni−8i 。
Cu −Sn −Crなどの合金で形成されるとき本発
明効果を最も太き(発揮できるし、素子部の発熱も放熱
できる。
更に本発明のリードフレームの他の重要な効果はタブと
モールドレジンとの密着の向上である。
分割されたタブ間の空隙30にレジンが喰込み、そのた
め剥離を起し難い。従来のようにタブが分割されていな
いフレームでは上記剥離が部品の耐透湿の障害の原因と
なる。
〔実施例〕
実施例1 厚さ0.20 mmノcu−2Sn−0,15Cr合金
の板よりエツチング方法により、68ピンの4方向フレ
ームを成型した。タブサイズ18X18mm角を4等分
して、各々を4本の吊りリードで支持した。この吊りリ
ードの巾を1.2mmとして他のリードの0、45 m
mより巾広(した。4分割タブ間の空隙は0、25 m
mとした。このようにしてつ(つたフレームのタブ及び
リード先端部に5μ厚さのAgスポットメツキを施して
から、18X18mm角のSi素子をペースト法により
ダイポンドし、215℃×10分間キュアーした。これ
を25μグのAu線でワイヤボンドしてからエポキシレ
ジンでトランスファーモールドして、本発明の実施によ
るリードフレームを用いて半導体パッケージをつくった
実施例2 実施例1と同様の4分割されたタブ部をこの実施例では
各々中央部で1.5 mmの巾の連結部で連結し、他は
すべて実施例1に準じて半導体パッケージをつ(つた。
この実施例においてはAgのスポットメツキでタブ部の
変形が起りにくいので作業が容易であった。
比較例1 実施例1と同じCu合金板よりエツチング法により68
ビンのフレームを成型し丸タブサイズは実施例と同じ(
18X18mm角であるが、この比較例においてはタブ
は分割せずにして従来のようなタブで、他はすべて実施
例1に準じた。
比較例2 。
比較例1におけるCu合金に代えて従来使用されている
42合金を使用してリードフレームをつ(す、他はすべ
て比較例1に準じた。
以上のようにしてつ(られた実施例1.実施例2、比較
例1.比較例204種の半導体パッケージを120℃と
一50°Cに各々6o分間保持する熱サイクルを25回
(り返し行い、I・Cの故障率をテストした。この結果
を第1表に示す。
第1表 第1表によって比較例1と比較例2を比べると、リード
フレームにCu合金を用いた前者が42合金を用いた後
者より劣る成績を示した。然し同じCu合金を用いても
タブを分割した本発明の実施例1及び実施例2は優れた
成績を示していた。
次に実施例1.実施例2.比較例2などの上記試験後の
良品を85°C785%RHのプレッシャークツカーに
て1000時間処理してICの故障率をテストした。そ
の結果を第2表に示す。
第2表 第2表によれば実施例1及び2は比較例2に比べて優れ
た成績を示した。リードフレームに従来使用されている
42合金を用いた比較例2が故障を起し易かった原因は
モールド材のエポキシとフレーム材の42合金とのTC
Eのミスマツチングにあると推される。実施例1及び実
施例2のIJ−ド部はCu合金なのでエポキシモールド
とTCEが近似していて、しかもタブが分割されている
のでモールド材の喰込み効果もあって熱サイクルにおい
て剥離し難(、その後のプレッシャークツカーで水分の
浸入が少なかった。これに対し、比較例2ではリードフ
レームに42合金を用い、しかもタブが分割されてない
のでリード部とモールドとのミスマツチングが大きく、
熱サイクルでの剥離がプレッシャークツカーでの浸水と
なったと推される。
〔効果〕
上述したように、本発明はリードフレームのタブ部の改
善によって、大型の素子を搭載してもTCEミスマツチ
ングてよる熱応力を無害な程度に軽減するものである。
特に一般にTCEミスマツチングの大きいCu系のフレ
ームにおいて、その特長である高い放熱性を活用し、し
かもSi素子とのTCEミスマツチングによる障害を防
止できるのでその実用的価値は太きい。
【図面の簡単な説明】
第1図(5)及び第1図(B)は本発明の実施による分
割されたタブを示したリードフレームの平面概略図であ
り、第1図(Q 、第1図(IIN 、第1図(Eiは
本発明の実施による他の例で分割されたタブが一部連結
された状態を示したリードフレームの平面概略図である
。第2図は従来使用されているリードフレームのタブ周
辺の平面図である。 1:タブ部    2:リード 3.3’、3“、6M:  吊りリード11 、12 
、13 、14 、15 、16 :分割タブ20、2
1,22,231,24,25,26 :連結部60:
分割タブ間の空隙

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)部品素子を搭載するタブ部を複数個に分割したこ
    とを特徴とするリードフレーム。
  2. (2)材質がCu又はCu合金により形成された特許請
    求の範囲第1項記載の電子部品用リードフレーム。
  3. (3)上記の分割されたタブ部は小さい連結部で互に連
    結されている特許請求の範囲第1項記載の電子部品用リ
    ードフレーム。
JP18268686A 1986-08-05 1986-08-05 電子部品用リ−ドフレ−ム Pending JPS6340352A (ja)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0415947A (ja) * 1990-05-09 1992-01-21 Hitachi Cable Ltd 半導体装置用リードフレームおよび半導体装置
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